ঘনত্ব

ঘনত্ব হলো কোনো পদার্থের একক আয়তনের ভর। এর সূত্র $\rho=\frac{m}{V}$; এখানে $\rho$ ঘনত্ব, SI একক $\mathrm{kg\,m^{-3}}$; $m$ ভর, একক kg; এবং $V$ আয়তন, একক $\mathrm{m^3}$। একই আয়তনের লোহা ও কাঠ তুলনা করলে লোহার ভর বেশি হয়, কারণ তার ঘনত্ব বেশি। শুধু মোট ভর দেখে ঘনত্ব তুলনা করা যায় না।

তাপমাত্রা বদলালে পদার্থের আয়তন বদলাতে পারে। ভর অপরিবর্তিত থাকলে আয়তন বাড়ার সঙ্গে ঘনত্ব কমে। তাই কোনো পদার্থের ঘনত্ব উল্লেখ করার সময় পরিমাপের তাপমাত্রাও গুরুত্বপূর্ণ। গ্যাসকে চাপ দিয়ে সংকুচিত করলেও একই ভর কম আয়তনে থাকে, ফলে ঘনত্ব বাড়ে।

ধরা যাক, একটি নমুনার ভর 0.48 kg এবং আয়তন $200\,\mathrm{cm^3}$। তার ঘনত্ব নির্ণয় করি।

• প্রথমে আয়তন SI এককে নিই: $V=200\times10^{-6}=2\times10^{-4}\,\mathrm{m^3}$।
• এরপর সূত্রে বসাই: $\rho=\frac{0.48}{2\times10^{-4}}=2400\,\mathrm{kg\,m^{-3}}$।
• অর্থাৎ একই অবস্থায় নমুনাটির প্রতি ঘনমিটার আয়তনের ভর 2400 kg হবে।

বাংলাদেশের রান্নাঘরে হাঁড়ির নিচের পানি উত্তপ্ত হয়ে প্রসারিত হয়। ঘনত্ব কমায় তা উপরে ওঠে; অপেক্ষাকৃত ঠান্ডা, বেশি ঘন পানি নিচে নামে। এই চলাচলে তাপ ছড়ানোর পদ্ধতির নাম পরিচলন। কিন্তু রোদে পুকুরের ওপরের পানি গরম হলে কম ঘন পানি ওপরেই থাকে, তাই নিচের পানি তুলনামূলক ঠান্ডা থাকতে পারে।

বেলুনে বাতাসের চেয়ে কম ঘন গ্যাস থাকলে বেলুন উঠতে পারে। নিষ্ক্রিয় হিলিয়াম এ কাজে নিরাপদতর; হাইড্রোজেন ও মিথেন দাহ্য বলে বিপজ্জনক। ফানুসে উত্তপ্ত বাতাসের ঘনত্ব কমার ধারণা কাজে লাগে।

লোহার টুকরো পানিতে ডুবলেও ফাঁপা জাহাজ বা নৌকার মোট ভর ও বাইরের আয়তন বিবেচনায় গড় ঘনত্ব পানির চেয়ে কম হতে পারে। যথেষ্ট পচা ডিমের ঘনত্ব পানির চেয়ে কম হলে সেটিও ভাসতে পারে; এজন্য ডিমের বাইরের আয়তন বাড়ার প্রয়োজন হয় না।

সাধারণ ভুল হলো বেশি ভরের বস্তুকে সব সময় বেশি ঘন বলা। তুলনার সময় ভর ও আয়তন দুটিই বিবেচনা করতে হবে।

মনে রাখো: ঘনত্ব মোট ভর নয়, একক আয়তনে কত ভর আছে তার পরিমাপ।